某石化厂气体分馏装置工艺的模拟优化文档格式.docx

1、10.07iC4064.7419.16C4=-120.506.06iC4=30.759.10TC4=-229.868.84nC4015.494.58C-C4=21.836.46nC504.681.38合计337.96100工艺参数（c）4010.3av50.68G17128表2.2脱丙烷塔塔顶馏分组成1.94113.0875.2733.8422.520.350.230.020.010.040.03150.2448.92042.356363e表2.3脱丙烷塔塔底馏分组成0.100.050.1864.3934.3020.4810.9130.7116.3615.918.2511.632.49187.

2、72106.720.557.3510765表2.4脱乙烷塔塔顶馏分组成2.9031.395.6360.930.717.689.2459.13038.46356表2.5脱乙烷塔塔底馏分组成107.4676.2133.1323.490.2570.130.442.66007表2.6丙烯塔塔顶馏分组成106.6999.510.48107.2134.31542.094512表2.7丙烯塔塔底馏分组成0.772.2832.6296.501.040.060.1233.8046.516.244.221495表2.8脱戊烷塔塔顶馏分组成64.3535.6321.3611.2830.5716.9429.0116.

3、0815.038.3320.8911.57180.4556.2756.9810282 表2.9脱戊烷塔塔底馏分组成1.650.152.060.8511.690.466.330.9412.934.6563.967.2787.77.366.53483三工艺流程模拟3.1.用Aspen Plus软件模拟工艺流程 利用Aspen Plus所建立的模拟流程如下图（图3.1）。图3.1 某石化厂气体分馏装置的模拟流程 B1 蒸汽加热器 B2 脱丙烷塔B3 脱乙烷塔 B4 丙稀塔B5 脱戊烷塔 B6 B7 换热器3.2模拟结果 对以上流程进行了模拟计算，并与设计数据进行了比较，结果表明模拟数据与设计值非常接

4、近（结果见表3.13.8），较好地反映了本流程，因此可以以此进行后续优化计算。表3.1脱丙烷塔塔顶馏分模拟与设计结果比较设计模拟2.9061.9113.1475.333.9622.60.170.04347.720.36359.7表3.2脱丙烷塔塔底馏分模拟与设计结果比较0.0390.0764.5834.420.4610.916.429.8715.915.488.2011.64.662.511211073表3.3脱乙烷塔塔顶馏分模拟与设计结果比较2.90131.35.40858.40.95158.153.730.0356.72 表3.4脱乙烷塔塔底馏分模拟与设计结果比较0.005107.7476

5、.433.0123.40.1706003.12 表3.5丙烯塔塔顶馏分模拟与设计结果比较106.7699.60.430.43514.54507.9 表3.6丙烯塔塔底馏分模拟与设计结果比较0.972.932.5896.50.646.21491 表3.7脱戊烷塔塔顶馏分模拟与设计结果比较0.07035.811.317.016.68.615.503.742.15910562 表3.8脱戊烷塔塔底馏分模拟与设计结果比较6.3487.30.9212.71107.07511四对工艺装置的优化4.1优化目标 在保证产品丙烯99。6%纯度的条件下，减少热负荷用量，降低成本，提高经济效益。4.2优化方案 影响

6、精馏操作的因素很多，以下着重对改变塔的工作压力和回流比做了计算分析。 本文主要做了以下工作：在进料条件及温度、塔板数等确定的条件下， 并在保证产品丙烯纯度不变的条件下，改变塔的操作压力和回流比，确定二者对精馏操作的影响，使工艺过程正常进行。 在操作中改变回流比的大小，以满足产品的质量要求，是经常遇到的问题。对于已确定的分离流程来说，当减少回流比时，其运转费 （主要表现在塔釜加热量和塔顶冷却量）将减小，但所需塔板数需增多，塔的设备投资费用增大。反之，当增加回流比，对从塔顶得到产品的精馏塔来说，可以提高产品质量（如丙烯塔），但是增加了能量的消耗。 根据以上分析，提出以下优化方案：1 降低脱丙烷塔压

7、力 降低脱丙烷塔压力。降低塔的操作压力，可以使轻重组分的相对挥发度增大，使之更容易分离。这样，在满足分离要求的前提下，可以减少回流比，也就减少塔顶冷凝器、塔底再沸器的热负荷，减少其共用工程用量。压力由20降低到15KG/CM2，回流比由原设计值3.33以-0.1的步长变化调优。 最后得到最优回流比为2.3（见表4.1）。2 提高脱乙烷塔压力 因为脱乙烷塔塔顶产品放空，在放空的产物中含有丙烯，为了减少放空量，提高主产品产量，因此提高脱乙烷塔压力，使分离组分的相对挥发度减少，使放空的丙烯量减少。在保证主产品丙烯纯度不变的条件下，塔的压力由原来的30KG/CM2以0.5的步长增大，最后得到最优压力为

8、35 KG/CM2。（优化结果见表4.2）3降低丙烯塔压力 同样道理，降低丙烯塔压力，可以使轻重组分的相对挥发度增大，使之更容易分离。这样在满足分离要求的条件下，可以减少回流比，也就减少塔顶冷凝器、塔底再沸器的热负荷，减少其共用工程用量。塔的压力由原来的15 KG/CM2以-0.2的步长变化，最后得到最优压力12 KG/CM2。（见表4.3）4.3优化结果1.脱丙烷塔的优化结果： 在保证主产品丙烯纯度为99.6%不变的情况下，以一定步长变化脱丙烷塔的塔顶压力，随之调节相对应的回流比，经比较后得到较优的塔顶压力和相对应的回流比。表4.1脱丙烷塔优化前后结果比较项目优化前优化后压力kg/cm2回流

9、比压力kg/cm23.332.3塔顶热负荷（104kcal/h）186.3159.2塔底热负荷200.6152.2塔顶馏分产量及组成产量kg/h6359主组成mol%C3=：C30：22.5塔底馏11069主组成mol%iC40：2.脱乙烷塔的优化结果： 在保证主产品丙烯纯度为99.6%不变的情况下，以一定步长增大脱丙烷塔的塔顶压力，随之调节相对应的回流比，使脱丙烷塔塔顶产品中丙烯的放空量减少，经比较后得到较优的塔顶压力和相对应的回流比。表4.2脱乙烷塔优化前后结果比较27.93859.9669.5373.3793.94356.7356.8C20：58.26003600623.33.丙烯塔的优

10、化结果： 在保证主产品丙烯纯度为99.6%不变的情况下，以一定步长减少脱丙烷塔的塔顶压力，随之调节相对应的回流比，经比较后得到较优的塔顶压力和相对应的回流比。表4.3丙烯塔优化前后结果比较221219817.7723.1801.6698.1149496.495.74.脱戊烷塔的优化结果：表4.4脱戊烷塔优化前后结果比较0.79150124105611055835.7C-C4=：87.45.优化前后各塔热负荷的变化计算由表4-1至表4-4的数据可以计算如下：总热负荷计算表（kcal/h）塔B2塔顶塔釜B3B4B5总和差值219.46 从计算结果可以看出，优化后比优化前总的热负荷减少了219.46

11、Kcal/h，热负荷减少了9.2%，效果明显。五结论 从以上数据表可以得出以下结论：1 优化过程可以看出，本套工艺装置有较大的优化空间。2 减少脱丙烷塔的压力，使本塔热负荷降低了19.4%。3 增加脱乙烷塔塔的压力，本塔塔顶产品中丙烯放空量减少了2%。4 减少丙烯塔的压力，使本塔热负荷降低了12.2%。5 优化后各塔热负荷的总和明显小于优化前热负荷的总和，总热负荷降低了9.2%，减少了共用工程用量，提高了经济效益。六参考文献1.Aspen Plus guide, Aspen Tech.2.楮雅志.气体分馏装置若干问题的探讨,炼制设计,1998,（2）:183.张伟,袁保同.气体分馏装置的技术改造设计,炼油设计,1999,（2）:314.罗衣霞,华贲.气体分馏装置的扩产和能量综合优化,石油炼制与化 工,1997,（12）:425.邹徳东,曲晓廉.提高气体分馏装置经济效益的分析,齐鲁石油化 工,2000,（2）:121